CN206566729U

CN206566729U - 氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置

Info

Publication number: CN206566729U
Application number: CN201720221547.3U
Authority: CN
Inventors: 薛家华; 胡坚; 薛诗凡
Original assignee: SUZHOU KELIN COLLECTION CO Ltd
Current assignee: SUZHOU KELIN COLLECTION CO Ltd
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2017-10-20
Anticipated expiration: 2027-03-08

Abstract

本实用新型公开一种氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，包括依次连接的第一分离器、除尘装置、浓硝酸氧化塔、稀硝酸吸收塔、氢氧化钠吸收塔和尿素溶液吸收塔，通过本实用新型的处理装置处理氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气能够大幅度提升处理效率，同时能够回收废气中的氧化铁晶种，避免了浪费。

Description

氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置

技术领域

本发明涉及废气处理领域，特别是一种氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置。

背景技术

氧化铁颜料生产时产生的废气主要有害成份是氮氧化物（主要成份为NO、NO2等氮与氧的化合物，本申请中以NOx代指），氮氧化物废气处理—硝酸氧化+碱液吸收法是目前废气处理装置中的一种常见的吸收可溶性废气的方式，但是由于一氧化氮不溶于水，需要依靠浓硝酸氧化成二氧化氮，使尾气中的NO_x的氧化度≥50%，影响氧化度的因素之一是硝酸中N₂O₄的含量，NO的氧化度下降，影响氧化度因素之二是NO_x的初始浓度，N₂O₄的含量升高，NO_x的氧化度随着NO_x的初始浓度的升高而降低，其它影响氧化度的因素还有：硝酸浓度，NO_x的初始氧化度，氧化温度，空塔速度等。

但是在氧化铁颜料工业含尘中废气中的氮氧化物的初始浓度高达10万mg/m3。烟囱出口最高允许排放浓度按现行标准GB16297-1996为240mg/m3，最低去除效率≥99.76%,目前常见的废气处理装置硝酸氧化+碱液吸收法的净化效率为80%，显然达不到环保监测的标准要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，包括依次连接的第一分离器、除尘装置、浓硝酸氧化塔、稀硝酸吸收塔、氢氧化钠吸收塔和尿素溶液吸收塔；

所述第一分离器包括用于分离废气中液体和固体的第一除雾组件和设置在所述第一除雾组件底部的用于回收氧化铁晶种的回收阀门；

所述除尘装置包括用于分离废气中颗粒灰尘的除尘组件；

所述浓硝酸氧化塔包括多个层叠设置的浓硝酸喷淋装置和为所述浓硝酸喷淋装置提供循环使用的浓硝酸的浓硝酸循环装置；

所述稀硝酸吸收塔包括多个层叠设置的稀硝酸喷淋装置和为所述稀硝酸喷淋装置提供循环使用的稀硝酸的稀硝酸循环装置；

所述氢氧化钠吸收塔包括多个层叠设置的氢氧化钠喷淋装置和为所述氢氧化钠喷淋装置提供循环使用的氢氧化钠溶液的氢氧化钠循环装置；

所述尿素溶液吸收塔包括多个层叠设置的尿素喷淋装置和为所述尿素喷淋装置提供循环使用的尿素溶液的尿素循环装置。

优选地，所述第一分离器与所述除尘装置之间还设置有空气冷却器和第二分离器；

所述空气冷却器包括将所述废气冷却至60℃以下的换热装置和设置在所述换热装置下部的冷凝水排放阀，所述换热装置的下端部连接所述第一分离器，上端部连接所述第二分离器；

所述第二分离器包括用于分离废气中液体的第二除雾组件和设置在所述第二除雾组件底部的用于派出液体的排放阀门。

优选地，所述除尘装置为滤筒式除尘器。

优选地，所述除尘装置还包括一个将所述除尘装置分隔为上除尘部和下除尘部的中间夹板，所述下除尘部内设置有氮氧化物浓度检测装置，所述上除尘部设置有向内送入冷空气的进风装置，所述进风装置控制废气与冷空气混合后气体中的氮氧化物浓度小于4000mg/ m3，并且温度小于40℃。

优选地，所述浓硝酸氧化塔内的浓硝酸浓度为44%~47%。

优选地，所述浓硝酸氧化塔的上部的浓硝酸喷淋装置下方设置有向上喷射压缩空气的喷嘴。

进一步优选地，所述浓硝酸氧化塔内层叠设置有六级的浓硝酸喷淋装置，所述喷嘴设置于上三级浓硝酸喷淋装置的下方。

进一步优选地，所述浓硝酸喷淋装置内设置有陶瓷填料，浓硝酸自上而下喷淋在所述陶瓷填料上，所述喷嘴喷射的压缩空气自下而上喷射在所述陶瓷填料上。

优选地，所述稀硝酸吸收塔内的稀硝酸浓度为15%~30%。

优选地，所述氢氧化钠吸收塔内的氢氧化钠溶液浓度为15%~30%，所述尿素溶液吸收塔内的尿素溶液浓度为10%。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本发明采用第一分离器和除尘装置除去废气中的固态、液态杂质，能够提升后续步骤的处理效率，同时采用第一分离器回收废气中的氧化铁晶种，避免了浪费。

2、由于本发明通过除尘装置上的进风装置向废气中补入冷空气，能够降低废气的浓度和温度，进一步提升后续处理步骤的处理效率。

3、由于本发明在浓硝酸氧化塔上部的浓硝酸喷淋装置下方增加了喷射压缩空气的喷嘴，能够吹去浓硝酸中的N₂O₄从而提升NO的氧化度。

附图说明

附图1为本发明的示意图。

以上附图中：1、第一分离器；2、空气冷却器；3、第二分离器；4、除尘装置；5、浓硝酸氧化塔；6、稀硝酸吸收塔；7、氢氧化钠吸收塔；8、尿素溶液吸收塔；9、烟囱。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述：

参见附图1所示，氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，包括依次连接的第一分离器1、空气冷却器2、第二分离器3、除尘装置4、浓硝酸氧化塔5、稀硝酸吸收塔6、氢氧化钠吸收塔7和尿素溶液吸收塔8。

其中：

第一分离器1包括用于分离废气中液体和固体的第一除雾组件和设置在第一除雾组件底部的用于回收氧化铁晶种的回收阀门；

除尘装置4包括用于分离废气中颗粒灰尘的除尘组件；

浓硝酸氧化塔5包括多个层叠设置的浓硝酸喷淋装置和为浓硝酸喷淋装置提供循环使用的浓硝酸的浓硝酸循环装置；

稀硝酸吸收塔6包括多个层叠设置的稀硝酸喷淋装置和为稀硝酸喷淋装置提供循环使用的稀硝酸的稀硝酸循环装置；

氢氧化钠吸收塔7包括多个层叠设置的氢氧化钠喷淋装置和为氢氧化钠喷淋装置提供循环使用的氢氧化钠溶液的氢氧化钠循环装置；

尿素溶液吸收塔8包括多个层叠设置的尿素喷淋装置和为尿素喷淋装置提供循环使用的尿素溶液的尿素循环装置。

空气冷却器2包括将废气冷却至60℃以下的换热装置和设置在换热装置下部的冷凝水排放阀，换热装置的下端部连接第一分离器1，上端部连接第二分离器3；

第二分离器3包括用于分离废气中液体的第二除雾组件和设置在第二除雾组件底部的用于派出液体的排放阀门。

从氧化铁红晶种反应器排出的废气（压力约为4kg/cm²),温度为136℃，NO_x初始浓度100000mg/m³，气量为500m³/h)，经第一分离器1下部进入，从顶部排出，底下的回收阀门可回收晶种。

从第一分离器1顶部排出的废气经空气冷却器2的下部进入，上部排出，通过空气冷却器2下部的冷凝水排放阀将冷凝水排出，废气的温度从136℃降低到60℃以下，废气气量冷却后约为450m³/h。

从空气冷却器2上部排出的废气经第二分离器3的下部进入，从顶部排出，除去废气温度下降带来的冷凝液体。

第二分离器3顶部排出的废气从除尘装置4下部进入上部排出，除尘装置4采用滤筒式除尘器组件，壳体外壁的脉冲清灰组件，除尘装置4中部具有中间夹板，中间夹板将除尘装置4分隔为上除尘部和下除尘部，下除尘部内设置有氮氧化物浓度检测装置，上除尘部设置有向内送入冷空气的进风装置，进风装置控制废气与冷空气混合后气体中的氮氧化物浓度小于4000mg/ m³，并且温度小于40℃。

经过除尘装置4除去PM0.5~pm5.0的尾气尘粒后进入浓硝酸氧化塔5。配制44%~47%的浓硝酸（本申请中涉及到的液体的浓度均指质量百分比浓度）于氧化塔的底槽内，经浓硝酸循环装置送至浓硝酸氧化塔5上部的三级浓硝酸喷淋装置，浓硝酸喷淋装置将浓硝酸喷淋在陶瓷填料上，与浓硝酸喷淋装置下方的喷嘴喷射出的压缩空气逆流接触，吹去浓HNO₃中的N₂O₄，使其含量小于0.2g/L，液气比200L/m³，压缩空气耗量4m³/min，经吹去大部分N₂O₄后的浓硝酸进入底槽内，经浓硝酸循环装置送至浓硝酸氧化塔5下部的三级浓硝酸喷淋装置，与塔下部进入的NO_x尾气逆流充分接触，液气比10L/m³，将NO_x尾气中的NO氧化成NO₂，空速小于0.2m/s，回到底槽内的浓硝酸通过浓度检测进行自动补液后又经硝酸循环装置送至浓硝酸氧化塔5上部的三级浓硝酸喷淋装置，重复循环以上流程，经氧化后的NO_x尾气进入稀硝酸吸收塔6底部入口。

配制15%~30%的稀硝酸于稀硝酸吸收塔6的底槽内，经稀硝酸循环装置送至稀硝酸吸收塔6上部三级稀硝酸喷淋装置，与稀硝酸喷淋装置下方的喷嘴喷射出的压缩空气逆流接触，吹去稀硝酸中的N₂O₄，使其含量小于0.2g/L,液气比200L/m³，压缩空气耗量4m³/min，经吹去大部分N₂O₄后的稀硝酸进入经稀硝酸循环装置送至稀硝酸吸收塔6的下部三级稀硝酸喷淋装置，与塔下部进入的NO_x尾气逆流充分接触，除去大量NO₂和少量NO,吸收生成的HNO₃回到吸收塔底部，其中，空速小于0.2m/s，吸收率大于60%，液气比10L/m³，稀硝酸循环量40000L/h，喷淋密度8~10m³/m².h,回到稀硝酸吸收塔6是底槽内的稀硝酸通过浓度检测进行自动补液，又经稀硝酸循环装置送至稀硝酸吸收塔6上部三级稀硝酸喷淋装置，重复循环以上流程，经稀硝酸吸收后的NO_x尾气进入氢氧化钠溶液吸收塔底部入口。

配制15%~30%的氢氧化钠溶液于氢氧化钠吸收塔7的底槽内，经碱液泵送至氢氧化钠吸收塔7上部，经六级喷淋到陶瓷填料上，与塔下部进入的NO_x尾气逆流充分接触，除去大量的NO₂和少量NO，空速0.2m/s，液气比10~15L/m³，吸收率大于80%，氢氧化钠溶液的循环量50000L/h，喷淋密度8~10m³/m².h，回到氢氧化钠吸收塔7的底槽内的氢氧化钠溶液通过浓度检测进行自动补液，经氢氧化钠吸收塔7吸收的NO_x尾气，经塔上部气液分离后进入尿素吸收塔底部入口。

配制尿素溶液，PH值1~3，浓度10%，液气比10~15L/m³尿素吸收塔的底槽内的尿素溶液经液体泵送至吸收塔上部，经六级喷淋至填料上，与塔下部进入的NO_x尾气逆流充分接触，除去剩余的NO_x，空速0.2m/s，经吸收后的NO_x浓度降至240mg/m³以下，经清水洗涤脱水后经罗茨风机送至烟囱9达标排放，尿素溶液的循环量50000L/h，喷淋密度8~10m³/m².h。

经过本实施例处理后的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气，NO_x浓度降至240mg/m³以下，去除效率大于99.76%,复合现行的GB16297-1996标准。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：包括依次连接的第一分离器、除尘装置、浓硝酸氧化塔、稀硝酸吸收塔、氢氧化钠吸收塔和尿素溶液吸收塔；

所述除尘装置包括用于分离废气中颗粒灰尘的除尘组件；

2.根据权利要求1所述的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：所述第一分离器与所述除尘装置之间还设置有空气冷却器和第二分离器；

所述第二分离器包括用于分离废气中液体的第二除雾组件和设置在所述第二除雾组件底部的用于排出液体的排放阀门。

3.根据权利要求1所述的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：所述除尘装置为滤筒式除尘器。

4.根据权利要求1所述的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：所述除尘装置还包括一个将所述除尘装置分隔为上除尘部和下除尘部的中间夹板，所述下除尘部内设置有氮氧化物浓度检测装置，所述上除尘部设置有向内送入冷空气的进风装置，所述进风装置控制废气与冷空气混合后气体中的氮氧化物浓度小于4000mg/ m³，并且温度小于40℃。

5.根据权利要求1所述的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：所述浓硝酸氧化塔内的浓硝酸浓度为44%~47%。

6.根据权利要求1所述的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：所述浓硝酸氧化塔的上部的浓硝酸喷淋装置下方设置有向上喷射压缩空气的喷嘴。

7.根据权利要求6所述的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：所述浓硝酸氧化塔内层叠设置有六级的浓硝酸喷淋装置，所述喷嘴设置于上三级浓硝酸喷淋装置的下方。

8.根据权利要求6所述的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：所述浓硝酸喷淋装置内设置有陶瓷填料，浓硝酸自上而下喷淋在所述陶瓷填料上，所述喷嘴喷射的压缩空气自下而上喷射在所述陶瓷填料上。

9.根据权利要求1所述的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：所述稀硝酸吸收塔内的稀硝酸浓度为15%~30%。

10.根据权利要求1所述的氧化铁颜料生产时的氮氧化物废气高效处理装置，其特征在于：所述氢氧化钠吸收塔内的氢氧化钠溶液浓度为15%~30%，所述尿素溶液吸收塔内的尿素溶液浓度为10%。